¿Cuál es la función del hemo en la hemoglobina?

El grupo hemo es un componente esencial de la proteína hemoglobina, que se encarga de transportar oxígeno en el torrente sanguíneo. La estructura del grupo hemo es un anillo de porfirina con un ion hierro en su centro. El ion hierro está unido al anillo de porfirina mediante cuatro átomos de nitrógeno y además está coordinado con un quinto ligando, típicamente una molécula de agua. El sexto sitio de coordinación del ion hierro está disponible para unirse a una molécula de oxígeno.

Cuando una molécula de oxígeno se une al ion hierro en la hemoglobina, el ion hierro cambia su estado de oxidación de Fe (II) a Fe (III). Este cambio en el estado de oxidación hace que el grupo hemo se vuelva más rico en electrones, lo que lleva a interacciones más fuertes entre el grupo hemo y la estructura proteica de la hemoglobina. La unión del oxígeno a la hemoglobina también induce cambios conformacionales en la proteína, que facilitan la unión cooperativa de moléculas de oxígeno adicionales a la hemoglobina.

La unión cooperativa de las moléculas de oxígeno a la hemoglobina es esencial para el transporte eficiente de oxígeno en el torrente sanguíneo. A las bajas presiones parciales de oxígeno que se encuentran en los pulmones, la hemoglobina se une a las moléculas de oxígeno y se satura con oxígeno. Cuando la hemoglobina llega a los tejidos donde la presión parcial de oxígeno es menor, las moléculas de oxígeno se disocian de la hemoglobina y se liberan en el tejido. La unión cooperativa de las moléculas de oxígeno a la hemoglobina garantiza que el oxígeno se cargue eficientemente en la hemoglobina en los pulmones y se descargue en los tejidos, donde es necesario para la respiración celular.